Molar Oran Hesaplayıcı - Ücretsiz Stokiyometri Hesaplayıcısı

Molar oran hesaplayıcı nedir?

Molar oran hesaplayıcı, iki veya daha fazla kimyasal maddenin kütlesini önce mol cinsine dönüştürür, ardından bu mol değerlerini sadeleştirilmiş bir orana indirger. Maddelerin bir tepkimede yer alan miktarlarını inceleyen kimya dalı stokiyometride kullanılır.

Mol, parçacıkları saymak için kullanılan bir birimdir; "düzine" sözcüğünün bir şeyden 12 tane anlamına gelmesine benzer. Herhangi bir maddenin bir molü yaklaşık 6,022 × 10²³ parçacık içerir; bu sayıya Avogadro sabiti denir. Kimyacılar gram yerine mol kullanır, çünkü kimyasal tepkimeler sabit kütleler arasında değil, sabit sayıdaki parçacıklar arasında gerçekleşir.

Molar oran formülü

Hesaplayıcı üç adımda çalışır.

Adım 1: Kütleyi mole dönüştürme. Her madde için:

$\text{mol} = \frac{\text{kütle (g)}}{\text{molar kütle (g/mol)}}$

Molekül ağırlığı olarak da adlandırılan molar kütle, bir mol maddenin kütlesidir. Kimyasal formüldeki her atomun atomik ağırlıkları toplanarak bulunur.

Adım 2: En küçük mol değerine bölme. Her madde mole dönüştürüldükten sonra hesaplayıcı bu değerlerin en küçüğünü bulur ve her maddenin molünü buna böler:

$\text{bir maddenin oranı} = \frac{\text{o maddenin molü}}{\text{en küçük mol değeri}}$

Böylece her madde için diğerlerine göre bir değer elde edilir ve en az miktardaki madde her zaman 1 olur.

Adım 3: Kesirleri giderme. En küçük değere bölme işlemi çoğu zaman 1,5 veya 1,33 gibi bir kesir bırakır. Hesaplayıcı daha sonra her değeri aynı tam sayıyla çarpar; 1, 2, 3 ve böyle devam ederek 12 değerine kadar dener ve tüm değerleri tam sayıya dönüştüren ilk çarpanı kullanır. Küçük yuvarlama farklarına izin verilir: Çarpımdan sonra her değer, çarpanla çarpılmış bir tam sayının 0,01 katı kadar yakınında olmalı ve hiçbir zaman 0,1 değerinden fazla uzak olmamalıdır. Kimyacıların 1 : 1,5 oranını 2 : 3 biçimine dönüştürmesinin standart yolu budur.

İşe yarayan en küçük çarpan kullanıldığı için sonuç zaten en sade biçimdedir. Daha fazla sadeleştirme gerekmez.

12 değerine kadar hiçbir çarpan kesirleri gidermezse hesaplayıcı değerleri olduğu gibi bırakır. Bir tam sayıya 0,01 kadar yakın olan her değer o tam sayıya yuvarlanır; diğerleri iki ondalık basamakla gösterilir.

Molar oran nasıl hesaplanır: çözümlü örnek

Bir kimyagerin 36 g suyu (H₂O, molar kütlesi 18 g/mol) 58,5 g yemek tuzuyla (NaCl, molar kütlesi 58,5 g/mol) karıştırdığını varsayalım.

1. H₂O molü = 36 ÷ 18 = 2 mol
2. NaCl molü = 58,5 ÷ 58,5 = 1 mol
3. En küçük değer 1 mol (NaCl) olduğundan, H₂O oranı 2 ÷ 1 = 2, NaCl oranı ise 1 ÷ 1 = 1 olur.
4. Her iki değer de zaten tam sayı olduğundan nihai molar oran 2 H₂O : 1 NaCl olur.

Kesir içeren örnek

En küçük değere bölmek her zaman tam sayılar vermez. Molar kütlesi 10 g/mol olan 100 g A maddesi, 30 g B maddesi ve 20 g C maddesini ele alalım:

1. Mol: A = 100 ÷ 10 = 10, B = 30 ÷ 10 = 3, C = 20 ÷ 10 = 2
2. En küçük değer 2 mol (C) olduğundan oranlar A = 10 ÷ 2 = 5, B = 3 ÷ 2 = 1,5, C = 2 ÷ 2 = 1 olur.
3. 1,5 bir tam sayı değildir; bu nedenle her değer 2 ile çarpılır: A = 10, B = 3, C = 2
4. Nihai molar oran 10 A : 3 B : 2 C olur.

Ondalık olarak kalan örnek

Bazı karışımların basit bir tam sayı oranı yoktur. Molar kütlesi 10 g/mol olan 10 g A ve 16,5 g B için mol değerleri 1 ve 1,65 olur. 1,65 kesri 33/20 değerine eşittir ve 20, hesaplayıcının denediği çarpanların hepsinden büyük olduğundan kesir giderilemez. Sonuç 1 A : 1,65 B olarak gösterilir.

Hesap makinesi nasıl kullanılır?

1. Her madde için bir ad veya formül, gram cinsinden kütlesi ve g/mol cinsinden molar kütlesi girin.
2. Hesaplayıcı, yukarıdaki su ve tuz örneğindeki iki madde satırıyla başlar. Daha fazla satır eklemek için "Madde Ekle"yi, bir satırı silmek için "Kaldır"ı kullanın (en az iki satır kalmalıdır).
3. Her satırda bir ad, sıfırdan büyük bir kütle ve sıfırdan büyük bir molar kütle bulunduğunda sonuç otomatik olarak görünür. Basılacak ayrı bir düğme yoktur.
4. Sonuç bölümü sadeleştirilmiş oranı, her madde için hesaplanan mol değerini ve mol miktarlarını karşılaştıran bir çubuk grafik gösterir.
5. Oran metnini, örneğin "2 H2O : 1 NaCl" ifadesini panoya kopyalamak için "Kopyala"yı kullanın.

Kütle ve molar kütle pozitif sayılar olmalıdır; sıfır veya boş bir alan, düzeltilene kadar sonucu gizli tutar.

Molar oranlar neden önemlidir?

Molar oranlar, denkleştirilmiş kimyasal denklemlerden elde edilir ve her maddeden kaç parçacığın bir tepkimeye katıldığını açıklar. Tepkimeler gram gram değil, parçacık parçacık gerçekleştiğinden, mol cinsinden ifade edilen oran gerçek kimyayı yansıtır; gram cinsinden ifade edilen oran yansıtmaz.

Öğrenciler stokiyometri ödevlerini kontrol etmek ve laboratuvar deneyleri için reaktifleri doğru oranlarda hazırlamak amacıyla molar oran hesaplamalarını kullanır. Araştırma ve üretim alanındaki kimyacılar aynı hesaplamayı, bir sentez için her başlangıç maddesinden ne kadar gerektiğini planlamak, reaktif israfını önlemek ve ilaç tuzu veya gübre karışımı gibi bitmiş bir formülasyondaki bileşenlerin oranını doğrulamak için kullanır.

Arka plan

Jeremias Benjamin Richter, maddelerin tepkimeye girdiği sabit oranları incelerken "stokiyometri" sözcüğünü 1792 yılında ortaya attı. Joseph Proust, 1799 yılında belirli bir kimyasal bileşiğin her zaman aynı elementleri kütlece aynı oranda içerdiğini gösterdi; bu kural günümüzde sabit oranlar yasası olarak adlandırılır. John Dalton'un 1803 yılından itibaren yayımlanan atom teorisi, elementlerin küçük tam sayı oranlarında atomlar birleştirdiğini öne sürerek bunu açıkladı. Bu, molar oran hesaplayıcısının günümüzde uyguladığı fikrin aynısıdır.

Mol kavramı daha sonra ortaya çıktı. Amedeo Avogadro, 1811 yılında aynı sıcaklık ve basınçtaki eşit gaz hacimlerinin eşit sayıda parçacık içerdiğini öne sürerek mol ile saymanın temelini attı. "Mol" sözcüğü Wilhelm Ostwald tarafından yaklaşık 1900 yılında ortaya atıldı ve mol, 1971 yılında resmî bir SI temel birimi oldu.

Sık sorulan sorular

Molar oran nedir? Molar oran, bir kimyasal tepkime veya karışımda iki ya da daha fazla maddenin mol sayıları arasındaki ilişkidir. Bir maddenin kaç parçacığının başka bir maddenin kaç parçacığına karşılık geldiğini gösterir.

Kütleden molar oran nasıl hesaplanır? Mol değerini bulmak için her maddenin kütlesini molar kütlesine bölün. Her mol değerini en küçük değere bölün. Bu işlem bir kesir bırakırsa, tüm değerleri tam sayıya dönüştüren en küçük tam sayıyla bütün değerleri çarpın.

Molar oran ile kütle oranı arasındaki fark nedir? Molar oran, maddeleri parçacık sayısına (mol) göre karşılaştırır. Kütle oranı ise ağırlığa (gram) göre karşılaştırır. Tepkimeler sabit sayıdaki parçacıklar arasında gerçekleştiğinden, denkleştirilmiş kimyasal denkleme uyan oran kütle oranı değil, molar orandır.

Kütleyi yalnızca gram olarak kullanmak yerine neden mole dönüştürürüz? Kimyasal tepkimelerde sabit ağırlıklar değil, sabit sayıdaki atom veya moleküller birleşir. Kütleyi mole dönüştürmek, terazide ölçebileceğiniz bir değeri gerçekte kaç parçacık bulunduğunu yansıtan bir değere çevirir.

Hesaplayıcı neden bazen tam sayı yerine ondalık gösterir? Hesaplayıcı, kesri gidermek için 1 ile 12 arasındaki çarpanları dener. 1 : 1,65 gibi bir oran 20 çarpanı gerektirir; bu aralığın dışında kaldığından değer, hatalı bir tam sayı oranına zorlanmak yerine ondalık olarak gösterilir. Kütlelerdeki ölçüm hatası da gerçek bir oranın tanınabilecek basit bir kesirden fazla uzaklaşmasına neden olabilir.

Bir bileşiğin molar kütlesi nasıl bulunur? Molar kütle, periyodik tablodan alınan atomik ağırlıklar kullanılarak formüldeki tüm atomların atomik ağırlıklarının toplamıdır. CuSO₄·5H₂O gibi bir hidrat için su molekülleri toplamın içine dahil edilir.

Kaynaklar

1. Brown, T. L., LeMay, H. E., Bursten, B. E., Murphy, C. J., Woodward, P. M. ve Stoltzfus, M. W. (2017). Chemistry: The Central Science (14. baskı). Pearson.
2. Chang, R. ve Goldsby, K. A. (2015). Chemistry (12. baskı). McGraw-Hill Education.
3. IUPAC. (2019). Compendium of Chemical Terminology ("Gold Book"). https://goldbook.iupac.org/
4. Uluslararası Ağırlıklar ve Ölçüler Bürosu. Uluslararası Birimler Sistemi (SI), mol tanımı.